¿Cómo funcionan los ventiladores? - Alex Gendler

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En el siglo XVI, el médico Andreas Vesalius describió cómo se podía mantener vivo a un animal que se está ahogando al insertar un tubo en su tráquea y soplando aire para inflar sus pulmones. Hoy, el tratado de Vesalius es reconocido como la primera descripción de la ventilación mecánica, una práctica crucial en la medicina moderna. Entonces, ¿cómo funcionan nuestros ventiladores modernos? Alex Gendler explica la tecnología que salva vidas.

Lección de Alex Gendler, dirigida por Artrake Studio

En el siglo XVI, el médico
flamenco Andreas Vesalius

describió cómo un animal asfixiado
podía mantenerse vivo

al insertar un tubo en su tráquea
y soplando aire para inflar sus pulmones.

En 1555, este procedimiento
no fue muy aclamado.

Pero hoy, el tratado
de Vesalius es reconocido

como la primera descripción
de la ventilación mecánica,

una práctica crucial
en la medicina moderna.

Para apreciar el valor de la ventilación,

necesitamos entender cómo funciona
el sistema respiratorio.

Respiramos contrayendo el diafragma,
que expande la cavidad torácica.

Esto permite que entre aire,
inflando los alvéolos,

esos millones de pequeños sacos
dentro de nuestros pulmones.

Cada uno de estos globos está rodeado
por capilares llenos de sangre.

Esta sangre absorbe oxígeno
de los alvéolos inflados

y deja atrás el dióxido de carbono.

Cuando el diafragma se relaja,

el CO2 se exhala junto con una mezcla
de oxígeno y otros gases.

Cuando nuestros sistemas respiratorios
funcionan correctamente,

este proceso ocurre automáticamente.

Pero el sistema respiratorio puede ser
interrumpido por varias condiciones.

La apnea del sueño detiene la contracción
de los músculos del diafragma.

El asma inflama las vías respiratorias
obstruyendo el paso de oxígeno.

Y la neumonía, a menudo provocada
por infecciones bacterianas o virales,

ataca a los alvéolos.

Los patógenos invasores
matan las células pulmonares,

desencadenando una respuesta inmune
que puede causar una inflamación letal

y acumulación de líquido.

Estas situaciones hacen que los pulmones
no funcionen normalmente.

Pero los ventiladores mecánicos
se hacen cargo del proceso

y llevan oxígeno al cuerpo
cuando el sistema respiratorio no puede.

Estas máquinas circunvalan
las vías respiratorias constreñidas

y entregan aire muy oxigenado para ayudar
a los pulmones dañados a difundir oxígeno.

Hay dos formas principales
en que los ventiladores funcionan:

bombeando aire a los pulmones mediante
ventilación con presión positiva,

o dejando que se aspire pasivamente
mediante ventilación con presión negativa.

A finales del siglo XIX,

las técnicas de ventilación se centraron
principalmente en la presión negativa,

que se aproxima mucho
a la respiración natural

y proporciona una distribución uniforme
del aire en los pulmones.

Para esto, los médicos crearon un sello
hermético alrededor del cuerpo,

ya sea encerrándolo en una caja de madera
o en una habitación especialmente sellada.

Luego se bombardea aire
fuera de la cámara,

disminuyendo la presión del aire y dejando
que la cavidad torácica del paciente

se expandiera más fácilmente.

En 1928, los médicos desarrollaron
un dispositivo portátil de metal

con bombas alimentadas
por un motor eléctrico.

Esta máquina, conocida
como el pulmón de hierro,

se convirtió en un aparato esencial
en los hospitales

hasta mediados del siglo XX.

Sin embargo, incluso los diseños
de presión negativa más compactos

restringieron el movimiento
de un paciente

y obstruyeron el acceso de los cuidadores.

En la década 1960 los hospitales optaron
por la ventilación con presión positiva.

Para casos más leves,
esto se puede hacer de manera no invasiva.

A menudo, se coloca una mascarilla
sobre la boca y la nariz,

y se llena de aire a presión que se mueve
hacia las vías respiratorias del paciente.

Pero circunstancias más severas

requieren un dispositivo que se haga
cargo de todo el proceso de respiración.

Se inserta un tubo
en la tráquea del paciente

para bombear aire
directamente a los pulmones,

con una serie de válvulas
y tuberías ramificadas

formando un circuito
de inhalación y exhalación.

En la mayoría
de los ventiladores modernos,

un sistema informático integrado

permite controlar la respiración
del paciente y ajustar el flujo de aire.

Estas máquinas no se utilizan
como tratamiento estándar,

sino como último recurso.

Aguantar esta afluencia de aire
a presión requiere sedación profunda,

y ventilación repetida que puede causar
daño pulmonar a largo plazo.

Pero en situaciones extremas,

los ventiladores pueden ser
la diferencia entre la vida y la muerte.

Y eventos como la pandemia de COVID-19

han demostrado que son aún
más esenciales de lo que pensábamos.

Debido a que los modelos actuales
son voluminosos, caros

y requieren capacitación para funcionar,
los hospitales solo tienen unos pocos.

Esto puede ser suficiente
en circunstancias normales,

pero durante las emergencias,
este depósito limitado no da abasto.

El mundo necesita urgentemente más
ventiladores portátiles y de bajo costo,

así como un medio más rápido
de producir y distribuir

esta tecnología que salva vidas.